Экономико-математическая модель и оптимизация сварочного производства в зависимости от капиталовложений
По результатам выполненных исследований на основании созданных компьютерных баз данных и знаний в таблицах 5.4 – 5.8 представлены примеры влияния квалификации сварщиков, подготовки и сборки под сварку и сварочных материалов на уровень качества сварных соединений трубопроводов различных типоразмеров. Полученные данные позволяют обоснованно оценить состояние конкретного сварочно-монтажного производства и рассчитать его оптимальный технический уровень в сравнении с лучшими мировыми и отечественными аналогами.
Таблица 5.4 – Представительная выборка влияния сварщиков ОАО
«Центроэнергомонтаж» на формирование сварных соединений по БС №1
Клеймо сварщика |
Сварено стыков всего, шт. |
Забраковано стыков, шт. |
Брак, % |
Уровень качества, % |
СА |
675 |
19 |
2,8 |
97,2 |
ПН |
1480 |
48 |
3,2 |
96,8 |
ЛЛ |
1326 |
51 |
3,8 |
96,2 |
ГП |
1820 |
76 |
4,2 |
95,8 |
ТИТ |
975 |
64 |
6,6 |
93,4 |
МА |
1327 |
117 |
8,8 |
91,2 |
КЛС |
1230 |
129 |
10,5 |
89,5 |
ООО |
420 |
52 |
12,3 |
87,7 |
ХХ |
175 |
23 |
13,1 |
86,9 |
РРЮ |
120 |
16 |
13,2 |
86,8 |
ННЧ |
58 |
8 |
13,7 |
86,3 |
Р3 |
230 |
34 |
14,6 |
85,4 |
Р2 |
790 |
118 |
14,9 |
85,1 |
КК |
245 |
38 |
15,3 |
84,7 |
И1 |
112 |
18 |
15,7 |
84,3 |
Д2 |
652 |
105 |
16,1 |
83,9 |
ЖЖ |
583 |
96 |
16,5 |
83,5 |
ПП |
497 |
85 |
17,0 |
83,0 |
Х |
435 |
76 |
17,4 |
82,6 |
89 |
278 |
50 |
17,8 |
82,2 |
88 |
240 |
43 |
18,1 |
81,9 |
Итого |
13668 |
1266 |
12,2 |
87,8 |
Таблица 5.5 – Представительная выборка влияния сварщиков
на формирование сварных соединений по БС №4
Клеймо сварщика |
Сварено стыков всего, шт. |
Забраковано стыков, шт. |
Брак, % |
Уровень качества, % |
ЛЛ |
123 |
7 |
5,7 |
94,3 |
КЛС |
117 |
8 |
6,8 |
93,2 |
ООО |
115 |
10 |
8,7 |
91,3 |
РРЮ |
87 |
8 |
9,2 |
90,8 |
МА |
73 |
8 |
11,0 |
89,0 |
СА |
185 |
20 |
10,8 |
89,2 |
ПН |
94 |
11 |
11,7 |
88,3 |
ГП |
69 |
9 |
13,0 |
87,0 |
Р3 |
83 |
11 |
13,3 |
86,7 |
Р2 |
79 |
11 |
13,9 |
86,1 |
КК |
64 |
10 |
15,6 |
84,4 |
И1 |
72 |
11 |
15,3 |
84,7 |
Д2 |
68 |
11 |
16,2 |
83,8 |
ЖЖ |
58 |
10 |
17,2 |
82,8 |
Х |
45 |
8 |
17,8 |
82,2 |
88 |
37 |
7 |
18,9 |
81,1 |
И1 |
32 |
6 |
18,8 |
81,2 |
В3 |
36 |
7 |
19,4 |
80,6 |
89 |
31 |
6 |
19,4 |
80,6 |
Щ |
34 |
7 |
20,6 |
79,4 |
Итого |
1502 |
186 |
14,2 |
85,8 |
Таблица 5.6 – Влияние подготовки и сборки под сварку на уровень качества сварных соединений технологических трубопроводов
Способ сварки |
Диаметр/ толщина, мм |
Сварено/ забраковано стыков, всего, шт. |
Забраковано стыков по фактору, шт. |
Удельный вес фактора, % |
РДС |
57/2,5 |
1250/61 |
11 |
18,0 |
СО2+Аr |
89/4,0 |
1270/73 |
18 |
24,6 |
РАДС |
89/4,0 |
5740/360 |
84 |
23,3 |
Продолжение таблицы 5.6
СО2+Аr |
112/6,0 |
4300/290 |
73 |
25,3 |
РДС |
112/6,0 |
2790/215 |
64 |
29,7 |
РАДС |
289/10,0 |
2900/235 |
74 |
31,5 |
РДС |
289/10,0 |
1500/132 |
44 |
33,2 |
РДС |
500/14,0 |
1790/167 |
57 |
34,1 |
Итого |
21540/1533 |
425 |
27,5 |
|
Таблица 5.7 – Влияние причин брака сварных соединений по фактору
подготовка и сборка под сварку
Забраковано стыков, шт./ удельный вес фактора, % |
Подготовка кромок |
Зазор, соосность |
Зачистка |
Прихватка |
Прочие |
11/18,0 |
2/18,2 |
2/18,2 |
4/36,4 |
2/18,2 |
1/9,1 |
18/24,6 |
6/33,3 |
5/27,8 |
3/16,7 |
2/11,1 |
2/11,1 |
84/23,3 |
18/21,4 |
17/20,2 |
24/28,6 |
13/15,5 |
12/14,3 |
73/25,3 |
18/24,7 |
19/26,0 |
16/21,9 |
10/13,7 |
10/13,7 |
64/29,7 |
16/25,0 |
13/20,3 |
18/28,1 |
9/14,1 |
8/12,5 |
74/31,5 |
22/29,7 |
17/23,0 |
22/29,7 |
8/10,8 |
5/6,8 |
44/33,2 |
10/22,7 |
9/20,5 |
11/25,0 |
8/18,2 |
6/13,6 |
57/34,1 |
– |
18/31,6 |
21/36,8 |
9/15,8 |
9/15,8 |
425/ 27,7 |
82/21,9 |
100/23,5 |
119/27,9 |
61/14,7 |
53/12,1 |
Таблица 5.8 – Влияние сварочных материалов на уровень качества сварных соединений технологических трубопроводов
Способ сварки |
Диаметр/ толщина, мм |
Сварено/ забраковано стыков всего, шт. |
Забраковано стыков по фактору, шт. |
Удельный вес фактора, % |
РДС |
57/2,5 |
1250/61 |
14 |
23,0 |
СО2+Аr |
89/4,0 |
1270/73 |
16 |
21,9 |
Продолжение таблицы 5.8
РАДС |
89/4,0 |
5740/360 |
76 |
21,1 |
СО2+Аr |
112/6,0 |
4300/290 |
71 |
24,5 |
РДС |
112/6,0 |
2790/215 |
57 |
26,5 |
РАДС |
289/10,0 |
2900/235 |
56 |
23,8 |
РДС |
289/10,0 |
1500/132 |
27 |
20,5 |
РДС |
500/14,0 |
1790/167 |
34 |
20,4 |
Итого |
21540/1533 |
351 |
22,9 |
|
По БС №1 брак составил 6,9%, по БС №4 – 8,8%. Предельно допустимый брак по этим совокупностям – 16,2 и 14,0% соответственно. Средний уровень брака – 7,2%.
Вообще говоря, возможна ситуация, когда ТУ < 0. Очевидно, что в данном случае технологические процессы сварочно-монтажных работ вышли за допустимые пределы и требуется оперативная корректировка этих процессов.
Выбрав предельно допустимый или аналоговый параметр D, рассчитаем оптимальный уровень качества Р по отрасли на 2009 год, исходя из затрат, необходимых для поддержания требуемого технического уровня сварочно- монтажного производства.
На графике (рис. 5.2) видно, что с уменьшением параметра Р, т.е. при приближении его к значению нижнего принципиального предела В затраты резко возрастают, а изменение параметра качества незначительно. Очевидно, что в такой ситуации дальнейшее улучшение параметра качества неэкономично. Наша задача заключается в том, чтобы найти точку перегиба (насыщения), которая и будет являться оптимальным параметром качества, учитывающим наши условия.
Поэтому задача решалась с использованием компьютерной техники, где исходными данными являлись;
Wб = const - затраты на поддержание единицы улучшения параметра;
Кб - коэффициент затрат на достигнутый уровень качества.
А, В, D - граничные (предельные) параметры качества.
Р - расчетный уровень качества.
Решение задачи сводится к оптимизации в ряду множества решений минимальных в процентном отношении затрат Wр min по отношению к предыдущим базовым затратам Wб, с минимизацией параметра качества (уровня брака) Р.
Планируемые затраты на поддержание заданного уровня качества и обобщенного ТУ рассчитываются по формуле:
Wр = kб * Sр, где kб = Wб/ Sб, (5.13)
где kб - базовый коэффициент, Sp - расчетная сложность производства,
Wб - затраты на производство в базовом периоде,
Sб - сложность производства в базовом периоде.
В виду невозможности отображения на графике (рис. 5.7) множества решений задачи, мы приводим в качестве иллюстрации кривые (a, b, c, d, e), где b - оптимальное решение нашей задачи.
W
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
d |
e |
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 ТУ